KR101425142B1 - Interference cancelling method for cooperative communication system - Google Patents

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KR101425142B1
KR101425142B1 KR1020120130453A KR20120130453A KR101425142B1 KR 101425142 B1 KR101425142 B1 KR 101425142B1 KR 1020120130453 A KR1020120130453 A KR 1020120130453A KR 20120130453 A KR20120130453 A KR 20120130453A KR 101425142 B1 KR101425142 B1 KR 101425142B1
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이영포
심정윤
윤석호
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성균관대학교산학협력단
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Abstract

협력 통신 시스템에서 릴레이 간 간섭을 제거하는 방법은 (a) 소스 노드에서 두 개의 데이터 심볼 블록을 조합하는 단계, (b) 소스 노드에서 데이터 심볼 블록에 역 푸리에 변환(IDFT)을 수행하고, 순환 전치(CP)를 삽입하여 릴레이 노드에 데이터 심블 블록을 전송하는 단계, (c) 릴레이 노드에서 데이터 심볼 블록을 전송받고 신호처리 연산을 수행하여 목적지 노드에 전송하는 단계, (d) 목적지 노드에서 전송받은 데이터 심볼 블록에서 순환 전치를 제거하고, 데이터 심블 볼록에 푸리에 변환(DFT)을 수행하는 단계 및 (e) 목적지 노드에서 ZF 기법, MMSE 기법 또는 MLSE 기법 중 어느 하나를 이용하여 간섭을 제거하는 단계를 포함한다. (e) 단계는 기준 BER값, 기준 통신정보 및 간섭제거기법의 복잡도를 기준으로 ZF 기법, MMSE 기법 또는 MLSE 기법 중 하나를 최적간섭제거기법을 결정하는 단계 및 최적간섭제거 기법으로 결정된 기법을 적용하여 간섭을 제거한다.A method for eliminating inter-relay interference in a cooperative communication system includes the steps of (a) combining two data symbol blocks at a source node, (b) performing inverse Fourier transform (IDFT) on data symbol blocks at a source node, (C) transmitting data symbol blocks in the relay node and performing signal processing operations to the destination nodes by inserting the CPs into the relay node; (d) Removing the cyclic prefix from the data symbol block and performing Fourier transform (DFT) on the data dumbbell convex, and (e) removing interference using either the ZF scheme, the MMSE scheme, or the MLSE scheme at the destination node . Step (e) is a step of determining an optimal interference cancellation scheme by using one of ZF scheme, MMSE scheme, and MLSE scheme based on a reference BER value, reference communication information, and complexity of interference cancellation scheme, and applying a technique determined by an optimal interference cancellation scheme Thereby eliminating interference.

Description

협력 통신 시스템에서 릴레이 간 간섭을 제거하는 방법{INTERFERENCE CANCELLING METHOD FOR COOPERATIVE COMMUNICATION SYSTEM}{INTERFERENCE CANCELING METHOD FOR COOPERATIVE COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 협력 통신 시스템에서 릴레이 간 간섭을 제거하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for eliminating inter-relay interference in a cooperative communication system.

협력 통신 시스템은 분산되어 존재하는 다수의 릴레이 노드들을 이용하여 협력적으로 목적지 노드로 신호를 전송함으로써 협력 다이버시티 이득을 얻는 통신 시스템이다(A. Nosratinia, T. E. Hunter, and A. Hedayat, "Cooperative communication in wireless networks," IEEE Commun. Mag., vol. 42, no. 10, pp. 74-80, Oct. 2004).A collaborative communication system is a communication system that obtains cooperative diversity gain by cooperatively transmitting signals to a destination node using a plurality of distributed relay nodes (A. Nosratinia, TE Hunter, and A. Hedayat, "Cooperative communication in wireless networks, "IEEE Commun. Mag., Vol. 42, No. 10, pp. 74-80, Oct. 2004).

여러 협력 통신 시스템들이 협소한 공간에 존재하거나 다수의 안테나를 갖는 목적지 노드를 공유할 때, 각 릴레이 노드들로부터 전송된 신호들이 서로 간에 간섭으로 영향을 미치며, 이로 인해 시스템의 비트 오류율 (bit error rate: BER) 성능이 저하되는 문제점이 있다. 이에 간섭을 제거하기 위한 다양한 연구들이 진행되고 있다(C. Shen, Y. Zhu, S. Zhou and J. Jiang, "On the performance of V-blast with zero-forcing successive interference cancellation receiver," IEEE Commun. Society, vol. 5, pp. 2818-2822, Dec. 2004. 등 참조). When several cooperative communication systems exist in a narrow space or share a destination node with multiple antennas, the signals transmitted from each relay node will interfere with each other, thereby causing a bit error rate : BER). Various studies for eliminating interference have been conducted (C. Shen, Y. Zhu, S. Zhou and J. Jiang, "On the performance of V-blast with zero-forcing successive interference cancellation receiver," IEEE Commun. Society, vol. 5, pp. 2818-2822, Dec. 2004.).

본 발명은 협력 통신 시스템에서 발생하는 간섭을 제거하고자 한다.The present invention seeks to eliminate interference occurring in a cooperative communication system.

본 발명은 다른 분야에서 사용되는 기법을 협력 통신 시스템에 적용하여 간섭을 제거하고자 한다.The present invention seeks to eliminate interference by applying techniques used in other fields to cooperative communication systems.

본 발명은 통신 환경이나 조건에 따라서 ZF 기법, MMSE 기법 또는 MLSE 기법 중 최적의 기법을 사용하여 간섭을 제거하고자 한다.The present invention attempts to eliminate interference using an optimal technique among the ZF technique, the MMSE technique, and the MLSE technique according to the communication environment and conditions.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The solution of the present invention is not limited to those mentioned above, and other solutions not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명에 따른 협력 통신 시스템에서 릴레이 간 간섭을 제거하는 방법은 협력 통신 시스템에서 소스 노드로부터 릴레이 노드를 통해 목적지 노드까지 신호가 전송되는 단계 및 목적지 노드에서 ZF 기법, MMSE 기법 또는 MLSE 기법 중 어느 하나를 이용하여 간섭을 제거하는 단계를 포함한다.A method for eliminating inter-relay interference in a cooperative communication system according to the present invention includes: a step of transmitting a signal from a source node to a destination node through a relay node in a cooperative communication system; To remove the interference.

간섭을 제거하는 단계는 기준 BER값, 기준 통신정보 및 간섭제거기법의 복잡도를 기준으로 ZF 기법, MMSE 기법 또는 MLSE 기법 중 하나를 최적간섭제거기법을 결정하는 단계 및 최적간섭제거 기법으로 결정된 기법을 적용하여 간섭을 제거하는 단계를 포함한다. 이때 기준 통신정보는 SNR 추정값 또는 MLSE 기법 적용을 위한 채널 계수 정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The interference cancellation step may include determining an optimal interference cancellation scheme based on the reference BER value, the base communication information, and the complexity of the interference cancellation scheme, one of ZF scheme, MMSE scheme, or MLSE scheme, To remove the interference. In this case, the reference communication information may include at least one of an SNR estimation value or channel coefficient information for MLSE technique application.

최적간섭제거기법을 결정하는 단계는 ZF 기법, MMSE 기법 및 MLSE 기법이 포함되는 후보군에서 기준 통신정보에 SNR 추정값이 없는 경우 MMSE 기법을 후보군에서 제외하고, 기준 통신정보에 MLSE 기법 적용을 위한 채널 계수 정보가 없는 경우 MLSE 기법을 후보군에서 제외하는 단계, 후보군에 남아있는 간섭제거기법이 둘 이상인 경우 후보군에 남아있는 간섭제거기법 중 전송 전력에 따라 기준 BER값 보다 높은 에러율을 갖는 간섭제거기법을 후보군에서 제외하는 단계 및 후보군에 남아 있는 간섭제거기법이 둘 이상인 경우 후보군에 남아 있는 간섭제거 기법 중 복잡도가 가장 낮은 간섭제거기법만을 후보군에 남기는 단계를 포함한다.In the step of determining the optimal interference cancellation scheme, the MMSE scheme is excluded from the candidate group when the SNR estimation value is not included in the reference communication information in the candidate group including the ZF scheme, the MMSE scheme, and the MLSE scheme. In the case of two or more interference cancellation schemes remaining in the candidate group, the interference cancellation technique with an error rate higher than the reference BER value according to the transmission power among the interference cancellation techniques remaining in the candidate group is performed in the candidate group And removing only the interference cancellation technique having the lowest complexity among the interference cancellation schemes remaining in the candidate group if there are more than two interference cancellation schemes remaining in the candidate group.

ZF 기법은 목적 송신 노드에서 전송되는 신호를 검출하기 위하여 목적지 노드에서 수신된 심볼에 채널 계수 행렬의 역행렬을 곱한 결과를 이용하는 기법이고, MMSE 기법은 목적 송신 노드에서 전송되는 신호를 검출하기 위하여 목적지 노드에서 수신된 심볼에 MMSE 필터 행렬을 곱한 결과를 이용하는 기법이며, MLSE 기법은 소스 노드에서 길쌈 부호화(Convolution coding)되어 전송된 심볼 노드를 알라무티(Alamouti) 복조 후에 추정된 i 번째로 전송된 비트열과 비트열과 동일 심볼 비트수를 갖는 신호의 비트열 상호 간의 유클리드 거리를 계산하여 가장 작은 값을 갖는 비트열을 선택하는 기법이다.In order to detect the signal transmitted from the target transmitting node, the ZF technique uses a result obtained by multiplying the received symbol at the destination node by the inverse matrix of the channel coefficient matrix. In order to detect a signal transmitted from the target transmitting node, The MLSE technique is a technique of convolutionally coding the symbol node transmitted from the source node and transmitting the symbol node transmitted at the ith transmitted bit sequence estimated after the Alamouti demodulation. The Euclidean distance between the bit streams of the signal having the same symbol bit number as the bit stream is calculated to select the bit stream having the smallest value.

본 발명의 다른 측면에서 협력 통신 시스템에서 릴레이 간 간섭을 제거하는 방법은 (a) 소스 노드에서 두 개의 데이터 심볼 블록을 조합하는 단계, (b) 소스 노드에서 데이터 심볼 블록에 역 푸리에 변환(IDFT)을 수행하고, 순환 전치(CP)를 삽입하여 릴레이 노드에 데이터 심블 블록을 전송하는 단계, (c) 릴레이 노드에서 데이터 심볼 블록을 전송받고 신호처리 연산을 수행하여 목적지 노드에 전송하는 단계, (d) 목적지 노드에서 전송받은 데이터 심볼 블록에서 순환 전치를 제거하고, 데이터 심블 볼록에 푸리에 변환(DFT)을 수행하는 단계 및 (e) 목적지 노드에서 ZF 기법, MMSE 기법 또는 MLSE 기법 중 어느 하나를 이용하여 간섭을 제거하는 단계를 포함한다. In another aspect of the present invention, a method for eliminating inter-relay interference in a cooperative communication system includes the steps of (a) combining two data symbol blocks at a source node, (b) performing inverse Fourier transform (IDFT) (C) transmitting a data symbol block at a relay node, performing a signal processing operation to the relay node, and transmitting the data symbol block to a destination node; (d) ) Removing the cyclic prefix from the data symbol block received from the destination node and performing a Fourier transform (DFT) on the data dumbbell convex, and (e) using the ZF scheme, MMSE scheme, or MLSE scheme at the destination node And removing the interference.

(e) 단계는 기준 BER값, 기준 통신정보 및 간섭제거기법의 복잡도를 기준으로 ZF 기법, MMSE 기법 또는 MLSE 기법 중 하나를 최적간섭제거기법을 결정하는 단계 및 최적간섭제거 기법으로 결정된 기법을 적용하여 간섭을 제거하는 단계를 포함하되, 기준 통신정보는 SNR 추정값 또는 MLSE 기법 적용을 위한 채널 계수 정보 중 하나 이상을 포함한다.Step (e) is a step of determining an optimal interference cancellation scheme by using one of ZF scheme, MMSE scheme, and MLSE scheme based on a reference BER value, reference communication information, and complexity of interference cancellation scheme, and applying a technique determined by an optimal interference cancellation scheme Wherein the reference communication information includes at least one of an SNR estimate or channel coefficient information for MLSE technique application.

최적간섭제거기법을 결정하는 단계는 ZF 기법, MMSE 기법 및 MLSE 기법이 포함되는 후보군에서 기준 통신정보에 SNR 추정값이 없는 경우 MMSE 기법을 후보군에서 제외하고, 기준 통신정보에 MLSE 기법 적용을 위한 채널 계수 정보가 없는 경우 MLSE 기법을 후보군에서 제외하는 단계, 후보군에 남아있는 간섭제거기법이 둘 이상인 경우 후보군에 남아있는 간섭제거기법 중 전송 전력에 따라 기준 BER값 보다 높은 에러율을 갖는 간섭제거기법을 후보군에서 제외하는 단계 및 후보군에 남아 있는 간섭제거기법이 둘 이상인 경우 후보군에 남아 있는 간섭제거 기법 중 복잡도가 가장 낮은 간섭제거기법만을 후보군에 남기는 단계를 포함한다.In the step of determining the optimal interference cancellation scheme, the MMSE scheme is excluded from the candidate group when the SNR estimation value is not included in the reference communication information in the candidate group including the ZF scheme, the MMSE scheme, and the MLSE scheme. In the case of two or more interference cancellation schemes remaining in the candidate group, the interference cancellation technique with an error rate higher than the reference BER value according to the transmission power among the interference cancellation techniques remaining in the candidate group is performed in the candidate group And removing only the interference cancellation technique having the lowest complexity among the interference cancellation schemes remaining in the candidate group if there are more than two interference cancellation schemes remaining in the candidate group.

본 발명에 따른 협력 통신 시스템에서 릴레이 간 간섭을 제거하는 방법은 ZF 기법, MMSE 기법 또는 MLSE 기법들을 협력 통신 시스템에 적용함에 따라 협소한 공간 혹은 공통된 다중 안테나 노드를 목적지 노드로 공유하는 여러 협력 통신 시스템으로 인해 발생한 간섭환경에서의 성능 저하를 개선할 수 있다. The method of eliminating inter-relay interference in the cooperative communication system according to the present invention applies ZF scheme, MMSE scheme or MLSE scheme to a cooperative communication system, The performance degradation in the interference environment caused by the interference can be improved.

또한, 본 발명은 복수의 간섭 제거 기법을 사용할 수 있어, 실제 협력 통신 시스템을 구현 시 상황에 맞는 최적의 기법을 선택할 수 있다.In addition, the present invention can use a plurality of interference cancellation techniques, so that an optimal cooperative communication system can be selected in realizing a cooperative communication system.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 협력 통신 시스템의 구조를 간략하게 도시한 시스템 구성도이다.
도 2는 본 발명에서의 간섭 제거 기법에 대한 BER 성능을 도시한 그래프이다.
도 3은 본 발명에서 ZF 기법, MMSE 기법 또는 MLSE 기법 중 통신환경 등에 따라 최적 간섭제거기법을 선택하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 예에 따른 협력 통신 시스템에서 릴레이 간 간섭을 제거하는 방법의 순서를 도시한 순서도이다.
Brief Description of the Drawings Fig. 1 is a system configuration diagram briefly showing a structure of a cooperative communication system.
2 is a graph illustrating BER performance for the interference cancellation technique in the present invention.
3 is a flowchart illustrating a process of selecting an optimal interference cancellation technique according to a communication environment among the ZF scheme, the MMSE scheme, or the MLSE scheme in the present invention.
4 is a flowchart illustrating a procedure of a method for eliminating inter-relay interference in a cooperative communication system according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms first, second, A, B, etc., may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms, but may be used to distinguish one component from another . For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함한다" 등의 용어는 설시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.As used herein, the singular " include "should be understood to include a plurality of representations unless the context clearly dictates otherwise, and the terms" comprises & , Parts or combinations thereof, and does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, components, components, or combinations thereof.

도면에 대한 상세한 설명을 하기에 앞서, 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.
Before describing the drawings in detail, it is to be clarified that the division of constituent parts in this specification is merely a division by main functions of each constituent part. That is, two or more constituent parts to be described below may be combined into one constituent part, or one constituent part may be divided into two or more functions according to functions that are more subdivided. In addition, each of the constituent units described below may additionally perform some or all of the functions of other constituent units in addition to the main functions of the constituent units themselves, and that some of the main functions, And may be carried out in a dedicated manner.

이하에서는 도면을 참조하면서 협력 통신 시스템에서 릴레이 간 간섭을 제거하는 방법에 관하여 구체적으로 설명하겠다.Hereinafter, a method for eliminating inter-relay interference in a cooperative communication system will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 협력 통신 시스템의 구조를 간략하게 도시한 시스템 구성도이다. 도 1은 한정된 공간에 존재하는 두 개의 협력 통신 시스템의 구조를 도시한다.Brief Description of the Drawings Fig. 1 is a system configuration diagram briefly showing a structure of a cooperative communication system. Figure 1 illustrates the structure of two cooperative communication systems present in a confined space.

도 1에 도시된 각각의 협력 통신 시스템은 하나의 안테나를 가지는 소스 노드(S1, S2)와 두 개의 릴레이 노드(S1: R1 및 R2, S2: R3 및 R4)를 포함하며, 두 개의 안테나(D1, D2)를 가지는 목적지 노드를 공유한다. 소스 노드에서 릴레이 노드로 신호를 전송하면, 릴레이 노드들은 신호처리 후 목적지 노드로 신호를 전송한다.Each of the cooperative communication systems shown in FIG. 1 includes a source node S 1 , S 2 having one antenna and two relay nodes S 1 : R 1 and R 2 , S 2 : R 3 and R 4 And shares a destination node having two antennas D 1 and D 2 . When a signal is transmitted from the source node to the relay node, the relay nodes transmit signals to the destination node after signal processing.

도 1로부터 소스 노드 S2에서의 신호가 릴레이 노드를 통해 목적지 노드의 첫 번째 안테나 D1으로 송신됨을 알 수 있다. D1에서 수신하고자 하는 신호는 S1으로부터의 신호이므로 S2로부터의 신호는 간섭으로 작용한다. 이와 마찬가지로 D2에서 수신하고자 하는 신호는 S2로부터의 신호이므로 S1으로부터의 신호는 간섭으로 작용한다.It can be seen from FIG. 1 that the signal at the source node S 2 is transmitted via the relay node to the first antenna D 1 of the destination node. Since the signal to be received at D 1 is a signal from S 1 , the signal from S 2 acts as an interference. Similarly, since the signal to be received at D2 is a signal from S2, the signal from S1 acts as an interference.

또한,

Figure 112012094613976-pat00001
Figure 112012094613976-pat00002
,
Figure 112012094613976-pat00003
Figure 112012094613976-pat00004
는 각 시스템의 소스 노드와 i번째 릴레이 노드 사이의 채널 계수 및 i번째 릴레이 노드와 목적지 노드 사이의 채널 계수를 의미하고, S1, R1, R2, D1, D2 간의 채널은 h XY 형태로, S2, R3, R4, D1, D2 간의 채널은 g XY 형태로 나타내었다. 각 채널 계수는 평균이 0이고 분산이 1인 독립 복소 정규 랜덤 변수로 모형화된다. Also,
Figure 112012094613976-pat00001
Wow
Figure 112012094613976-pat00002
,
Figure 112012094613976-pat00003
Wow
Figure 112012094613976-pat00004
Denotes the channel coefficient between the source node and the i-th relay node of each system and the channel coefficient between the i-th relay node and the destination node, and the channel between S1, R1, R2, D1, h In the XY form, the channel between S2, R3, R4, D1 and D2 is shown in g XY form. Each channel coefficient is modeled as an independent complex normal random variable with an average of 0 and a variance of 1.

본 발명에서는 각 노드 사이의 채널이 준 정적 플랫 페이딩이며 (quasi-static flat fading), 두 개의 직교 주파수 분할 다중화 (orthogonal frequency division multiplexing: OFDM) 심볼 구간 동안 채널 계수들이 변하지 않는다고 가정한다.
In the present invention, it is assumed that a channel between each node is quasi-static flat fading and channel coefficients do not change during two orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbol periods.

소스 노드 S1은 전송하고자 하는 데이터 심볼 블록 X1과 X2를 생성하고, 소스 노드 S2는 데이터 심볼 블록 X3와 X4를 생성한다. 이 데이터 심볼 블록들은 아래의 수학식 1과 같이 표현된다.
The source node S 1 generates the data symbol blocks X 1 and X 2 to be transmitted, and the source node S 2 generates the data symbol blocks X 3 and X 4 . These data symbol blocks are expressed by Equation (1) below.

Figure 112012094613976-pat00005
Figure 112012094613976-pat00005

여기서, X d(k)는 d번째 데이터 심볼 블록의 k번째 (k = 1, 2, ... , N-1) 부반송파에 대한 위상 편이 변조 (phase shift keying: PSK) 혹은 위상 직교 진폭 변조 (quadrature amplitude modulation: QAM) 방식으로 변조된 데이터 심볼을 의미하며,

Figure 112012094613976-pat00006
는 전치행렬 연산 기호를 나타낸다. 먼저 소스 노드 S1에서는 X1과 X2를 아래의 수학식 2와 같은 형태로 조합하여 C1과 C2를 생성한다.
Wherein, X d (k) is a d-th data symbol block of the k-th (k = 1, 2, ... , N-1) phase-shift keying for a subcarrier (phase shift keying: PSK) or phase-quadrature amplitude modulation ( quadrature amplitude modulation (QAM) scheme,
Figure 112012094613976-pat00006
Represents a transpose matrix operation symbol. First, in the source node S 1 , C 1 and C 2 are generated by combining X 1 and X 2 in the form of Equation (2) below.

Figure 112012094613976-pat00007
Figure 112012094613976-pat00007

여기서, *는 공액 복소 연산 기호를 의미한다. 이와 마찬가지로 소스 노드 S2에서는 X3와 X4를 아래의 수학식 3과 같이 조합하여 U1과 U2를 생성한다.
Here, * denotes a conjugate complex calculation symbol. Similarly, in the source node S 2 , X 3 and X 4 are combined as shown in Equation (3) below to generate U 1 and U 2 .

Figure 112012094613976-pat00008
Figure 112012094613976-pat00008

각 소스 노드들은 길이가 N인 이산 역 푸리에 변환을 (inverse discrete Fourier transform: IDFT) 이용하여 조합 심볼 블록들을 시간 영역의 OFDM 샘플 c i(n)과 u i(n)로 변환한다(i = 1, 2). IDFT 연산 후, 심볼 간 간섭을 (intersymbol interference: ISI) 방지하기 위해 아래의 수학식 4 및 5와 같이 N G 샘플 길이만큼의 순환 전치를 (cyclic prefix: CP) 삽입한 뒤 릴레이 노드로 전송한다.
Each source node transforms the combinatorial symbol blocks into time domain OFDM samples c i ( n ) and u i ( n ) using an inverse discrete Fourier transform (IDFT) with length N (i = 1 , 2). In order to prevent intersymbol interference (ISI) after the IDFT operation, a cyclic prefix (CP) as long as N G samples is inserted as shown in Equations (4) and (5) below and transmitted to the relay node.

Figure 112012094613976-pat00009
Figure 112012094613976-pat00009

Figure 112012094613976-pat00010
Figure 112012094613976-pat00010

여기서, CP의 길이 N G는 전송 심볼이 소스 노드에서 릴레이 노드를 거쳐 목적지 노드까지 도달할 때, 각 경로 사이에 발생할 수 있는 최대 도달 시간 오차 τ보다 길다고 가정한다.Here, the length N G of the CP is assumed to be longer than the maximum arrival time error τ that can occur between the paths when the transmission symbol reaches the destination node from the source node through the relay node.

m번째 릴레이 노드에서 i번째로 수신된 심볼들은 아래의 수학식 6과 같이 표현된다.The symbols received i-th in the m-th relay node are expressed by Equation (6) below.

Figure 112012094613976-pat00011
Figure 112012094613976-pat00011

여기서 P1은 소스 노드 S1에서의 전송 전력, P3는 소스 노드 S2에서의 전송 전력, wi ,m은 m번째 릴레이 노드에 i번째로 도달한 심볼에 더해지는 평균 0, 분산 1을 갖는 덧셈꼴 백색 가우시안 잡음을 (additive white Gaussian noise) 의미한다. Where P 1 is the transmit power at the source node S 1 , P 3 is the transmit power at the source node S 2 , w i , m is the mean 0 added to the symbol arriving at the ith relay node, Additive white Gaussian noise (additive white Gaussian noise) means.

각 릴레이 노드들은 수신된 심볼들을 아래의 표 1과 같이 처리한 후, 목적지 노드로 전송한다. 표 1에서 P2는 릴레이 노드 R1과 R2에서의 평균 전송 전력이고, P4는 릴레이 노드 R3와 R4에서의 평균 전송 전력를 나타내며, 일반적으로 P1 = 2P2, P3 = 2P4로 설정한다.Each relay node processes the received symbols as shown in Table 1 below and then transmits them to the destination node. In Table 1, P 2 is the average transmission power at the relay nodes R 1 and R 2 , P 4 is the average transmission power at the relay nodes R 3 and R 4 , and generally P 1 = 2P 2 , P 3 = 2P 4 .

Figure 112012094613976-pat00012
Figure 112012094613976-pat00012

목적지 노드의 첫 번째 안테나 D1에서 수신된 신호에서 CP를 제거하고 이산 푸리에 변환을 수행한 결과는 아래의 수학식 7과 같다.
The result of removing the CP from the signal received at the first antenna D 1 of the destination node and performing the discrete Fourier transform is shown in Equation (7) below.

Figure 112012094613976-pat00013
Figure 112012094613976-pat00013

여기서 C i(k)는 c i(n)의 DFT 출력값, W i ,m(k)는 w i ,m(n)의 DFT 출력값, Z i (k)는 잡음 성분의 DFT 출력값을 의미한다. H 1 (k)는 소스 노드 S1에서 목적지 노드의 첫 번째 안테나 D1까지의 채널 계수 행렬을 나타내며, 아래의 수학식 8과 같이 정의된다.
Here, C i ( k ) denotes a DFT output value of c i ( n ), W i , m ( k ) denotes a DFT output value of w i , m ( n ), and Z i ( k ) denotes a DFT output value of a noise component. H 1 ( k ) represents the channel coefficient matrix from the source node S 1 to the first antenna D 1 of the destination node, and is defined as Equation (8) below.

Figure 112012094613976-pat00014
Figure 112012094613976-pat00014

I 1(k)와 I 2(k)는 D1에서 수신한 간섭 성분의 DFT 출력값을 의미하며 아래의 수힉식 9와 같이 표현된다.
I 1 ( k ) and I 2 ( k ) denote the DFT output values of the interference components received at D 1 and are expressed as in Equation 9 below.

Figure 112012094613976-pat00015
Figure 112012094613976-pat00015

여기서 U i(k)는 u i(n)의 DFT 출력값, G 1(k)는 소스 노드 S2에서 목적지 노드의 첫 번째 안테나 D1까지의 채널 계수 행렬을 나타낸다. G 1(k)는 아래의 수학식 10과 같이 정의된다.
Here, U i ( k ) represents a DFT output value of u i ( n ), and G 1 ( k ) represents a channel coefficient matrix from the source node S 2 to the first antenna D 1 of the destination node. G 1 ( k ) is defined as Equation (10) below.

Figure 112012094613976-pat00016
Figure 112012094613976-pat00016

이하 본 발명에서 적용되는 간섭 제거 알고리즘에 대해 설명하도록 한다. ZF 기법, MMSE 기법 및 MLSE 기법 순서로 설명한다.
Hereinafter, the interference cancellation algorithm applied in the present invention will be described. ZF technique, MMSE technique and MLSE technique.

ZFZF ( ( ZeroZero ForcingForcing ) 기법) technique

ZF 간섭 제거 기법은 시스템의 채널 계수 행렬의 역 행렬을 이용하여 간섭 신호를 제거한다. 목적지 노드에서의 첫 번째 안테나 D1에서 소스 노드 S1과 S2로부터의 신호를 수신할 때, 간섭 신호인 S2로부터의 신호를 제거하고 원하는 신호인 S1로부터 송신된 신호를 검출하기 위해서 채널 상태 행렬의 역행렬을 수신신호에 곱한다. 목적지 노드에서 수신된 심볼들에 대한 채널 계수 행렬은 아래의 수학식 11과 같다.
The ZF interference cancellation technique eliminates the interference signal using the inverse matrix of the channel coefficient matrix of the system. To when it receives a signal of the first from the second antenna D from the first source node S 1 and S 2 at the destination node, removing the signal from the S 2 interference signal and detects a signal transmitted from the S 1 of the desired signal channel The received signal is multiplied by the inverse matrix of the state matrix. The channel coefficient matrix for the symbols received at the destination node is expressed by Equation (11) below.

Figure 112012094613976-pat00017
Figure 112012094613976-pat00017

여기서 H 2(k)와 G 2(k)는 각각 소스 노드 S1과 소스 노드 S2로부터 목적지 노드의 두 번째 안테나 D2까지의 채널 계수 행렬을 의미한다. 두 채널 계수 행렬 H 2(k)와 G 2(k)는 각각 아래의 수학식 12와 수학식 13과 같이 정의된다.
Here, H 2 ( k ) and G 2 ( k ) are channel coefficient matrices from the source node S 1 and the source node S 2 to the second antenna D 2 of the destination node, respectively. The two channel coefficient matrices H 2 ( k ) and G 2 ( k ) are defined by the following equations (12) and (13), respectively.

Figure 112012094613976-pat00018
Figure 112012094613976-pat00018

Figure 112012094613976-pat00019
Figure 112012094613976-pat00019

목적지 노드의 안테나 D1과 D2를 이용하여 협력 통신 시스템에서 간섭의 영향을 제거하고 송신된 심볼 C i(k)와 U i(k)의 추정치

Figure 112012094613976-pat00020
Figure 112012094613976-pat00021
를 구하기 위해 목적지 노드에서 수신된 심볼들에 대해 채널 계수 행렬 M(k)의 역행렬을 아래의 수학식 14와 같이 곱해준다.
By using the antennas D 1 and D 2 of the destination node, the influence of interference is removed in the cooperative communication system and the estimated values of transmitted symbols C i ( k ) and U i ( k )
Figure 112012094613976-pat00020
Wow
Figure 112012094613976-pat00021
The inverse of the channel coefficient matrix M ( k ) is multiplied by the following equation (14) for symbols received at the destination node.

Figure 112012094613976-pat00022
Figure 112012094613976-pat00022

여기서 Q i(k)는 목적지 노드의 두 번째 안테나 D2에서 CP 제거 연산이 수행된 수신된 심볼의 DFT 출력값을 의미한다. 최종적으로는 추정치

Figure 112012094613976-pat00023
Figure 112012094613976-pat00024
를 각각 조합하여 데이터 심볼의 추정치
Figure 112012094613976-pat00025
를 얻으며, 이를 이용하여 복조 과정이 진행된다.
Q i ( k ) denotes the DFT output value of the received symbol on which the CP removal operation is performed on the second antenna D 2 of the destination node. Finally,
Figure 112012094613976-pat00023
Wow
Figure 112012094613976-pat00024
To obtain an estimate of the data symbol
Figure 112012094613976-pat00025
And a demodulation process is carried out using this.

MMSEMMSE ( ( MinimumMinimum MeanMean SquareSquare ErrorError )기법)technique

MMSE 간섭 제거 기법은 MMSE 필터 행렬을 생성하여 목적지 노드에서 수신 심볼에 곱함으로써 간섭의 영향을 제거하는 효과를 얻는다. 여기서 MMSE 필터 행렬은 아래의 수학식 15와 같이 나타낼 수 있다.
The MMSE interference cancellation technique generates an MMSE filter matrix and multiplies the received symbols at the destination node to obtain the effect of eliminating the influence of interference. Here, the MMSE filter matrix can be expressed by Equation (15) below.

Figure 112012094613976-pat00026
Figure 112012094613976-pat00026

여기서

Figure 112012094613976-pat00027
는 허미시안 전치 행렬 (Hermitian transpose matrix) 연산 기호를 의미하며, σ2은 신호 대 잡음비의 (signal-to-noise ratio: SNR) 역수를 의미한다. 목적지 노드에서 수신된 후, CP 제거 연산과 DFT 연산을 거친 심볼들에 MMSE 필터 행렬을 아래의 수학식 16과 같이 곱해준다.
here
Figure 112012094613976-pat00027
Denotes a Hermitian transpose matrix operation symbol, and σ 2 denotes a signal-to-noise ratio (SNR) reciprocal of the Hermitian transpose matrix. The MMSE filter matrix is multiplied by the CP removal operation and the DFT operation, as shown in Equation (16) below.

Figure 112012094613976-pat00028
Figure 112012094613976-pat00028

위와 같이 추정치를 얻은 뒤에 해당 추정치들을 조합하여 최종적으로 본래의 데이터 심볼의 추정치를 얻은 뒤 복조 과정이 진행된다.
After obtaining the estimated values as described above, the estimated values are finally combined to obtain the estimated values of the original data symbols, and the demodulation process proceeds.

MMSE 알고리즘은 ZF 알고리즘과 마찬가지로 채널 계수 행렬을 이용하지만, 채널 계수 행렬의 역행렬이 아닌 SNR을 고려한 새로운 필터 행렬을 생성하여 곱함으로써 간섭의 영향을 완전히 제거하는 대신 잡음 성분에 채널을 곱함으로써 채널 값이 작은 경우에는 오히려 잡음의 효과를 증폭시키게 되는 ZF 알고리즘과는 다르게 간섭의 영향을 완벽히 제거하지는 않지만 어느 정도 영향을 줄이면서도 잡음 성분에 곱해지는 채널 관련 값들을 조절하여 잡음 성분의 증폭 정도를 줄이는 효과를 얻는다.
The MMSE algorithm uses a channel coefficient matrix similar to the ZF algorithm, but generates a new filter matrix considering the SNR instead of the inverse of the channel coefficient matrix, thereby multiplying the noise component by the channel instead of completely eliminating the influence of interference. Unlike the ZF algorithm, which does amplify the noise effect rather small, it does not completely remove the influence of the interference, but it reduces the amplification degree of the noise component by adjusting the channel-related values multiplied by the noise component .

MLSEMLSE ( ( MaximumMaximum LikelihoodLikelihood SequenceSequence EstimationEstimation ) 기법) technique

도 1에 도시된 네트워크 시스템을 예로 설명하면, MLSE 간섭 제거 기법은 소스 노드 S1에서 길쌈 부호화를 (convolutional coding) 실행하여 부호화된 전송 심볼들을 각 릴레이 노드 R1과 R2로 전송한다. 릴레이 노드에서는 전술한 표 1과 같이 처리한 후 목적지 노드의 첫 번째 안테나 D1으로 전송한다.For example, the MLSE interference cancellation scheme performs convolutional coding on the source node S 1 and transmits the encoded transmission symbols to the relay nodes R 1 and R 2 . In the relay node, after processing as shown in Table 1, it is transmitted to the first antenna D 1 of the destination node.

D1에서는 Alamouti 복조 후에 비터비 (Viterbi) 알고리즘을 이용하여 복호화 작업을 수행한다. 즉, D1에서는 Alamouti 복조 후의 추정된 i번째로 전송된 비트열

Figure 112012094613976-pat00029
와 동일 심볼 비트수를 갖는 송신 가능한 모든 신호의 비트열
Figure 112012094613976-pat00030
상호간의 유클리드 거리를 계산하여 가장 작은 값을 가지는 비트열을 선택한다. 전체 트렐리스 경로의 길이를 L로 했을 경우, 유클리드 거리 A i는 아래의 수학식 17과 같다.
In D 1 , after the Alamouti demodulation, a decoding operation is performed using a Viterbi algorithm. That is, in D 1 , the estimated i-th transmitted bit stream after Alamouti demodulation
Figure 112012094613976-pat00029
And a bit string of all transmittable signals having the same symbol bit number
Figure 112012094613976-pat00030
The Euclidean distances are calculated to select the bit stream having the smallest value. Assuming that the length of the entire trellis path is L, the Euclidean distance A i is given by Equation 17 below.

Figure 112012094613976-pat00031
Figure 112012094613976-pat00031

이러한 방식으로 MLSE 알고리즘은 2L개의 유클리드 거리를 측정하여 이 중 가장 작은 유클리드 거리값을 갖는 비트열을 검출하며 이러한 과정에서 간섭과 AWGN으로 인해 발생한 오류를 수정하는 효과를 가진다. 하지만, MLSE 알고리즘을 사용하는 경우에는 목적지 노드에서 모든 경우의 수를 고려하여 유클리드 거리를 구하게 되므로 상대적으로 ZF 알고리즘과 MMSE 알고리즘에 비해 높은 복잡도를 보이게 된다.
In this way, the MLSE algorithm measures 2 L Euclidean distances, detects the bit stream having the smallest Euclidean distance value, and corrects errors caused by interference and AWGN in this process. However, when MLSE algorithm is used, the Euclidean distance is calculated considering the number of all cases at the destination node, so that it has higher complexity than ZF algorithm and MMSE algorithm.

이하에서는 협력 통신 시스템에 적용한 세 가지 간섭 제거 기법들의 성능을 모의실험을 통해 비교한다. 성능 비교를 위한 OFDM 심볼 길이와 CP의 길이는 각각 N = 64와 l cp = 16으로 설정하고, 시간 지연 τ는 0에서 15 사이의 임의의 숫자를 선택하였다. MLSE의 경우 code rate 2로 채널 코딩을 수행하였다. 간섭 신호의 전송 전력 P3는 6dB로 설정한 후 100,000회 독립 수행한 평균값을 비교 분석하였다.Hereinafter, the performance of three interference cancellation techniques applied to the cooperative communication system is compared through simulation. For the performance comparison, the OFDM symbol length and the CP length are set to N = 64 and l cp = 16, respectively, and the time delay τ is arbitrarily selected from 0 to 15. In case of MLSE, channel coding is performed with code rate 2. The transmission power P 3 of the interfering signal was compared with the mean value of 100,000 independent measurements after setting it to 6dB.

도 2는 본 발명에서의 간섭 제거 기법에 대한 BER 성능을 도시한 그래프이다. 간섭 제거에 따른 BER 성능을 소스 노드 1에서의 전송 전력 P1을 기준으로 나타낸 것이다.2 is a graph illustrating BER performance for the interference cancellation technique in the present invention. BER performance due to interference cancellation is shown based on the transmission power P 1 at the source node 1.

간섭 제거 알고리즘을 적용하지 않은 협력 통신 시스템은 간섭 환경에서 그 성능이 심각하게 저하되는 것을 확인할 수 있다. 또한, 이에 대해 세 가지 알고리즘을 적용하였을 때, BER 성능은 MLSE > MMSE > ZF 알고리즘 순으로 나타나는 것을 볼 수 있다. 특히, MLSE의 경우에는 비간섭 환경에서 협력 통신 시스템 성능과 거의 동일하게 나타나는 것을 확인할 수 있다. 하지만, MLSE > MMSE > ZF 순서로 높은 복잡도를 갖는다. 따라서 두 기법이 어떠한 전송 전력에서 모두 목표 BER을 달성할 경우 더 낮은 복잡도를 갖는 기법이 적합하다고 하겠다.
It is confirmed that the performance of the cooperative communication system without the interference cancellation algorithm is seriously degraded in the interference environment. In addition, when three algorithms are applied, BER performance is shown in order of MLSE>MMSE> ZF algorithm. In particular, it can be seen that MLSE exhibits almost the same performance as the cooperative communication system in a non-interference environment. However, it has a high complexity in the order of MLSE>MMSE> ZF. Therefore, if both techniques achieve the target BER at any transmission power, a technique with a lower complexity would be appropriate.

이하 본 발명에 따른 협력 통신 시스템에서 릴레이 간 간섭을 제거하는 방법을 정리하여 설명하고자한다.
Hereinafter, a method for eliminating inter-relay interference in the cooperative communication system according to the present invention will be summarized.

본 발명의 일 실시예에 따른 협력 통신 시스템에서 릴레이 간 간섭을 제거하는 방법은 (1) 협력 통신 시스템에서 소스 노드로부터 릴레이 노드를 통해 목적지 노드까지 신호가 전송되는 단계 및 (2) 목적지 노드에서 ZF 기법, MMSE 기법 또는 MLSE 기법 중 어느 하나를 이용하여 간섭을 제거하는 단계를 포함한다. 본 발명에서는 목적지 노드에서 ZF 기법, MMSE 기법 또는 MLSE 기법 중 최적인 기법을 적용하여 간섭을 제거하고자 한다.A method for eliminating inter-relay interference in a cooperative communication system according to an embodiment of the present invention includes the steps of (1) transmitting a signal from a source node to a destination node via a relay node in a cooperative communication system, and (2) Technique, an MMSE technique, or an MLSE technique. In the present invention, interference is removed by applying an optimal technique among a ZF scheme, an MMSE scheme, or an MLSE scheme at a destination node.

(2) 단계는 기준 BER값, 기준 통신정보 및 간섭제거기법의 복잡도를 기준으로 ZF 기법, MMSE 기법 또는 MLSE 기법 중 하나를 최적간섭제거기법을 결정하는 단계 및 최적간섭제거 기법으로 결정된 기법을 적용하여 간섭을 제거하는 단계를 포함한다. 기준 통신정보는 SNR 추정값 또는 MLSE 기법 적용을 위한 채널 계수 정보 중 하나 이상을 포함한다. SNR 추정값 또는 채널 정보에 따라 각각 MMSE 기법 또는 MLSE 기법을 사용할 수 있을지 여부를 결정할 수 있다.
In step (2), one of the ZF scheme, the MMSE scheme, and the MLSE scheme is determined based on the reference BER value, the reference communication information, and the complexity of the interference cancellation scheme. And removing the interference. The reference communication information includes at least one of an SNR estimation value or channel coefficient information for MLSE technique application. It is possible to determine whether the MMSE scheme or the MLSE scheme can be used according to the SNR estimation value or the channel information, respectively.

도 3은 본 발명에서 ZF 기법, MMSE 기법 또는 MLSE 기법 중 통신환경 등에 따라 최적 간섭제거기법을 선택하는 과정을 도시한 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a process of selecting an optimal interference cancellation technique according to a communication environment among the ZF scheme, the MMSE scheme, or the MLSE scheme in the present invention.

최적간섭제거기법을 결정하는 단계는 ZF 기법, MMSE 기법 및 MLSE 기법이 포함되는 후보군에서 기준 통신정보에 SNR 추정값이 없는 경우 MMSE 기법을 후보군에서 제외하고, 기준 통신정보에 MLSE 기법 적용을 위한 채널 계수 정보가 없는 경우 MLSE 기법을 후보군에서 제외하는 단계(S1), 후보군에 남아있는 간섭제거기법이 둘 이상인 경우 후보군에 남아있는 간섭제거기법 중 전송 전력에 따라 기준 BER값 보다 높은 에러율을 갖는 간섭제거기법을 후보군에서 제외하는 단계(S2) 및 후보군에 남아 있는 간섭제거기법이 둘 이상인 경우 후보군에 남아 있는 간섭제거 기법 중 복잡도가 가장 낮은 간섭제거기법만을 후보군에 남기는 단계(S3)를 포함한다.In the step of determining the optimal interference cancellation scheme, the MMSE scheme is excluded from the candidate group when the SNR estimation value is not included in the reference communication information in the candidate group including the ZF scheme, the MMSE scheme, and the MLSE scheme. In the case where there are more than two interference cancellation schemes remaining in the candidate group, the interference cancellation technique having an error rate higher than the reference BER value according to the transmission power among the interference cancellation techniques remaining in the candidate group, (S2) of removing the candidate interference group from the candidate group, and (S3) leaving only the interference cancellation technique having the lowest complexity among the remaining interference cancellation techniques remaining in the candidate group if there are more than two interference cancellation techniques remaining in the candidate group.

S1에서 후보군에 하나의 간섭제거기법만 남는다면 ZF 기법이 남게 된다. S1 에서 후보군에 2개 이상의 기법이 있다면, S2에서 사전에 시스템 또는 사용자에 의해 설정된 기준 BER 값과 현재 후보군에 남아있는 기법의 BER값을 비교한다. 비교결과 기준 BER 값을 만족하는 후보군이 하나 남는다면 남아 있는 기법을 최적간섭제거기법으로 결정하고, 두 개 이상 남아 있다면 S3에서 남아 있는 기법의 복잡도를 비교하여, 최종적으로 복잡도가 가장 낮은 기법을 최적간섭제거기법으로 결정한다. 복잡도는 전술한 바와 같이 ZF 기법 < MMSE 기법 < MLSE 기법 순서이다.If only one interference cancellation technique is left in the candidate group in S1, the ZF technique is left. If there are two or more techniques in the candidate group in S1, the reference BER value set by the system or the user in advance is compared with the BER value of the technique remaining in the current candidate group in S2. If there is only one candidate group satisfying the reference BER value, the remaining interference cancellation technique is determined as the optimal interference cancellation technique. If there are two or more remaining interference cancellation techniques, the complexity of the remaining techniques is compared. Finally, Interference cancellation technique. The complexity is the order of the ZF technique <MMSE technique <MLSE technique as described above.

ZF 기법은 목적 송신 노드에서 전송되는 신호를 검출하기 위하여 목적지 노드에서 수신된 심볼에 채널 계수 행렬의 역행렬을 곱한 결과를 이용한다. MMSE 기법은 목적 송신 노드에서 전송되는 신호를 검출하기 위하여 목적지 노드에서 수신된 심볼에 MMSE 필터 행렬을 곱한 결과를 이용한다. MLSE 기법은 소스 노드에서 길쌈 부호화(Convolution coding)되어 전송된 심볼 노드를 알라무티(Alamouti) 복조 후에 추정된 i 번째로 전송된 비트열과 비트열과 동일 심볼 비트수를 갖는 신호의 비트열 상호 간의 유클리드 거리를 계산하여 가장 작은 값을 갖는 비트열을 선택하는 과정이 핵심적이다. 상세한 설명은 전술한 바와 같다.
The ZF scheme uses the result obtained by multiplying the received symbol at the destination node by the inverse of the channel coefficient matrix to detect the signal transmitted from the target transmitting node. The MMSE scheme uses a result obtained by multiplying a received symbol at a destination node by an MMSE filter matrix to detect a signal transmitted from a target transmission node. The MLSE scheme is a method in which a symbol node transmitted by convolution coding in a source node is transmitted to a bit stream of a bit stream having the same number of symbol bits as the bit stream transmitted at the ith transmitted bit stream estimated after Alamouti demodulation, And selecting the bit stream having the smallest value is the key. The detailed description is as described above.

도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 협력 통신 시스템에서 릴레이 간 간섭을 제거하는 방법의 순서를 도시한 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a procedure of a method for eliminating inter-relay interference in a cooperative communication system according to another embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 협력 통신 시스템에서 릴레이 간 간섭을 제거하는 방법은 (a) 소스 노드에서 두 개의 데이터 심볼 블록을 조합하는 단계, (b) 소스 노드에서 데이터 심볼 블록에 역 푸리에 변환(IDFT)을 수행하고, 순환 전치(CP)를 삽입하여 릴레이 노드에 데이터 심블 블록을 전송하는 단계, (c) 릴레이 노드에서 데이터 심볼 블록을 전송받고 신호처리 연산을 수행하여 목적지 노드에 전송하는 단계, (d) 목적지 노드에서 전송받은 데이터 심볼 블록에서 순환 전치를 제거하고, 데이터 심블 볼록에 푸리에 변환(DFT)을 수행하는 단계 및 (e) 목적지 노드에서 ZF 기법, MMSE 기법 또는 MLSE 기법 중 어느 하나를 이용하여 간섭을 제거하는 단계를 포함한다. As shown in Fig. 4, a method for eliminating inter-relay interference in a cooperative communication system includes the steps of (a) combining two data symbol blocks at a source node, (b) performing inverse Fourier transform (C) transmitting data symbol blocks in a relay node, performing signal processing operations on the data symbol blocks, and transmitting the data symbol blocks to a destination node; (d) removing a cyclic prefix from a data symbol block received from a destination node and performing a Fourier transform (DFT) on the data dumbbell convex, and (e) performing a ZF, MMSE, or MLSE To remove interference.

도 1에 도시된 시스템과 같은 구조를 갖는다고 전제하고 설명하고자 한다. 즉 소스 노드는 소스 노드 S1 및 소스 노드 S2를 포함하는 협력 통신 시스템이다.It is assumed that it has the same structure as the system shown in Fig. The source node is a collaborative communication system that includes a source node S 1 and a source node S 2 .

(a) 단계에서 S1는 두 개의 데이터 심블 블록 X1 및 X2를 전술한 수학식 2와 같이 조합하여 표현되는 C1과 C2를 생성하고, S2는 두 개의 데이터 심블 블록 X3 및 X4를 전술한 수학식 3과 같이 조합하여 표현되는 U1과 U2를 생성한다.In step (a), S 1 generates C 1 and C 2 represented by combining the two data dummy blocks X 1 and X 2 as shown in Equation (2), S 2 represents two data dummy blocks X 3 and X 4 are combined as shown in Equation (3) to generate U 1 and U 2 .

(b) 단계에서 소스 노드 S1는 IDFT 연산을 수행하여 시간 영역의 샘플 ci(n)으로 변환하고, NG 샘플길이의 CP를 삽입하여 전술한 수학식 4로 표현되는 데이터 심볼 블록 si를 전송하고, 소스 노드 S2는 IDFT 연산을 수행하여 시간 영역의 샘플 ui(n)으로 변환하고, NG 샘플길이의 CP를 삽입하여 전술한 수학식 5로 표현되는 데이터 심볼 블록 ti를 전송한다.In step (b), the source node S 1 performs an IDFT operation to convert it into a sample c i (n) in the time domain, inserts a CP having N G samples in length, and generates a data symbol block s i , The source node S 2 performs an IDFT operation to convert it into a sample u i (n) in the time domain, inserts a CP having N G samples in length, and generates a data symbol block t i represented by Equation (5) send.

(c) 단계에서 m 번째 릴레이 노드에서 i 번째로 전송받는 데이터 심볼(ri,m)은 전술한 수학식 6으로 표현되고, 릴레이 노드에서 수행하는 연산은 표 1과 같다.The data symbol r i, m received at the m-th relay node in the step (c) is expressed by Equation (6), and the operations performed by the relay node are shown in Table 1.

(d) 단계에서 목적지 노드의 첫 번째 안테나(D1)에서 전송받은 데이터 심볼 블록에서 CP를 제거하고, DFT를 수행한 결과는 수학식 7로 표현된다.In step (d), the CP is removed from the data symbol block received from the first antenna D 1 of the destination node, and the result of performing the DFT is expressed by Equation (7).

(e) 단계는 기준 BER값, 기준 통신정보 및 간섭제거기법의 복잡도를 기준으로 ZF 기법, MMSE 기법 또는 MLSE 기법 중 하나를 최적간섭제거기법을 결정하는 단계 및 최적간섭제거 기법으로 결정된 기법을 적용하여 간섭을 제거하는 단계를 포함한다. 여기서 기준 통신정보는 SNR 추정값 또는 MLSE 기법 적용을 위한 채널 계수 정보 중 하나 이상을 포함한다.Step (e) is a step of determining an optimal interference cancellation scheme by using one of ZF scheme, MMSE scheme, and MLSE scheme based on a reference BER value, reference communication information, and complexity of interference cancellation scheme, and applying a technique determined by an optimal interference cancellation scheme And removing the interference. Herein, the reference communication information includes at least one of an SNR estimation value or channel coefficient information for MLSE technique application.

최적간섭제거기법을 결정하는 단계는 ZF 기법, MMSE 기법 및 MLSE 기법이 포함되는 후보군에서 기준 통신정보에 SNR 추정값이 없는 경우 MMSE 기법을 후보군에서 제외하고, 기준 통신정보에 MLSE 기법 적용을 위한 채널 계수 정보가 없는 경우 MLSE 기법을 후보군에서 제외하는 단계, 후보군에 남아있는 간섭제거기법이 둘 이상인 경우 후보군에 남아있는 간섭제거기법 중 전송 전력에 따라 기준 BER값 보다 높은 에러율을 갖는 간섭제거기법을 후보군에서 제외하는 단계 및 후보군에 남아 있는 간섭제거기법이 둘 이상인 경우 후보군에 남아 있는 간섭제거 기법 중 복잡도가 가장 낮은 간섭제거기법만을 후보군에 남기는 단계를 포함한다.In the step of determining the optimal interference cancellation scheme, the MMSE scheme is excluded from the candidate group when the SNR estimation value is not included in the reference communication information in the candidate group including the ZF scheme, the MMSE scheme, and the MLSE scheme. In the case of two or more interference cancellation schemes remaining in the candidate group, the interference cancellation technique with an error rate higher than the reference BER value according to the transmission power among the interference cancellation techniques remaining in the candidate group is performed in the candidate group And removing only the interference cancellation technique having the lowest complexity among the interference cancellation schemes remaining in the candidate group if there are more than two interference cancellation schemes remaining in the candidate group.

(e) 단계에서 ZF 기법은 S1에서 전송되는 데이터 심볼 볼록에 대한 추정치

Figure 112012094613976-pat00032
와 S2에서 전송되는 데이터 심볼에 대한 추정치
Figure 112012094613976-pat00033
를 전술한 수학식 14를 통해 산출하고,
Figure 112012094613976-pat00034
Figure 112012094613976-pat00035
를 조합하여 최종적인 데이터 심볼에 대한 추정치를 연산한다.In step (e), the ZF scheme estimates the estimate of the data symbol convexity transmitted in S1
Figure 112012094613976-pat00032
And an estimate for the data symbols transmitted in S2
Figure 112012094613976-pat00033
Is calculated through the above-described expression (14)
Figure 112012094613976-pat00034
Wow
Figure 112012094613976-pat00035
To calculate an estimate for the final data symbol.

여기서, H 1 (k)는 소스 노드 S1에서 목적지 노드의 첫 번째 안테나 D1까지의 채널 계수 행렬, H 2 (k)는 소스 노드 S1에서 목적지 노드의 두 번째 안테나 D2까지의 채널 계수 행렬, G 1 (k)는 소스 노드 S2에서 목적지 노드의 첫 번째 안테나 D1까지의 채널 계수 행렬, G 2 (k)는 소스 노드 S2에서 목적지 노드의 두 번째 안테나 D2까지의 채널 계수 행렬이고, Y i(k)는 목적지 노드의 첫 번째 안테나 D1에서 CP 제거 연산이 수행된 수신된 심볼의 DFT 출력값, Q i(k)는 목적지 노드의 두 번째 안테나 D2에서 CP 제거 연산이 수행된 수신된 심볼의 DFT 출력값이다.Here, H 1 ( k ) denotes a channel coefficient matrix from the source node S 1 to the first antenna D 1 of the destination node, H 2 ( k ) denotes a channel coefficient from the source node S 1 to the second antenna D 2 of the destination node G 2 ( k ) is the channel coefficient matrix from the source node S 2 to the first antenna D 1 of the destination node, G 2 ( k ) is the channel coefficient matrix from the source node S 2 to the second antenna D 2 of the destination node matrix and, Y i (k) is the first antenna two CP removing operation on the second antenna D 2 of D 1 CP removal operation is performed the DFT output values of the received symbols in, Q i (k) is the destination node of the destination node is Is the DFT output value of the received symbol that was performed.

(e) 단계에서 MMSE 기법은 S1에서 전송되는 데이터 심볼 볼록에 대한 추정치

Figure 112012094613976-pat00036
와 S2에서 전송되는 데이터 심볼에 대한 추정치
Figure 112012094613976-pat00037
를 전술한 수학식 16을 통해 산출하고,
Figure 112012094613976-pat00038
Figure 112012094613976-pat00039
를 조합하여 최종적인 데이터 심볼에 대한 추정치를 연산한다.In step (e), the MMSE scheme estimates the estimate of the data symbol convexity transmitted in S1
Figure 112012094613976-pat00036
And an estimate for the data symbols transmitted in S2
Figure 112012094613976-pat00037
Is calculated through the above-described expression (16)
Figure 112012094613976-pat00038
Wow
Figure 112012094613976-pat00039
To calculate an estimate for the final data symbol.

(e) 단계에서 MLSE 기법은 소스 노드에서 길쌈 부호화(Convolution coding)되어 전송된 심볼 노드를 목적지 노드에서 알라무티(Alamouti) 복조 후에 추정된 i 번째로 전송된 비트열

Figure 112012094613976-pat00040
과 비트열과 동일 심볼 비트수를 갖는 모든 신호의 비트열
Figure 112012094613976-pat00041
상호 간의 유클리드 거리(A i )를 전술한 수학식 17과 같이 연산하여 가장 작은 값을 갖는 비트열을 선택한다.
In step (e), the MLSE scheme performs convolutional coding on the symbol node transmitted from the source node to the i-th transmitted bit stream estimated after the Alamouti demodulation in the destination node
Figure 112012094613976-pat00040
And a bit string of all signals having the same number of symbol bits as the bit string
Figure 112012094613976-pat00041
The operation as the equation (17) above the mutual Euclidean distance (A i) between selects a bit string having a smallest value.

본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. It will be understood that variations and embodiments which may occur to those skilled in the art are included within the scope of the present invention.

Claims (17)

(a) 협력 통신 시스템에서 소스 노드로부터 릴레이 노드를 통해 목적지 노드까지 신호가 전송되는 단계; 및
(b) 상기 목적지 노드에서 ZF 기법, MMSE 기법 또는 MLSE 기법 중 어느 하나를 이용하여 간섭을 제거하는 단계를 포함하되,
상기 (b) 단계는 SNR 추정값 및 MLSE 기법 적용을 위한 채널 계수 정보를 포함하는 기준 통신정보, 기준 BER값 및 간섭제거기법의 복잡도를 기준으로 상기 ZF 기법, MMSE 기법 또는 MLSE 기법 중 하나를 최적간섭제거기법으로 결정하고, 상기 최적간섭제거 기법으로 결정된 기법을 적용하여 간섭을 제거하는 협력 통신 시스템에서 릴레이 간 간섭을 제거하는 방법.
(a) transmitting a signal from a source node to a destination node via a relay node in a cooperative communication system; And
(b) removing interference using either the ZF scheme, the MMSE scheme, or the MLSE scheme at the destination node,
In step (b), one of the ZF scheme, the MMSE scheme, and the MLSE scheme may be referred to as an optimal interference scheme based on the reference communication information including the SNR estimation value and the MLSE scheme, the reference BER value, And removing the interferences by applying a technique determined by the optimal interference cancellation technique.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 최적간섭제거기법을 결정하는 단계는
상기 ZF 기법, MMSE 기법 및 MLSE 기법이 포함되는 후보군에서 상기 기준 통신정보에 상기 SNR 추정값이 없는 경우 상기 MMSE 기법을 상기 후보군에서 제외하고, 상기 기준 통신정보에 상기 MLSE 기법 적용을 위한 채널 계수 정보가 없는 경우 상기 MLSE 기법을 후보군에서 제외하는 단계;
상기 후보군에 남아있는 간섭제거기법이 둘 이상인 경우 상기 후보군에 남아있는 간섭제거기법 중 전송 전력에 따라 상기 기준 BER값 보다 높은 에러율을 갖는 간섭제거기법을 상기 후보군에서 제외하는 단계; 및
상기 후보군에 남아 있는 간섭제거기법이 둘 이상인 경우 상기 후보군에 남아 있는 간섭제거 기법 중 복잡도가 가장 낮은 간섭제거기법만을 후보군에 남기는 단계를 포함하는 협력 통신 시스템에서 릴레이 간 간섭을 제거하는 방법.
The method according to claim 1,
The step of determining the optimal interference cancellation technique
If the SNR estimation value does not exist in the reference communication information in the candidate group including the ZF technique, the MMSE technique, and the MLSE technique, the MMSE technique is excluded from the candidate group, and channel coefficient information for application of the MLSE technique is added to the reference communication information Excluding the MLSE technique from the candidate group if the MLSE technique is not available;
Removing the interference cancellation scheme having an error rate higher than the reference BER value according to the transmission power among the interference cancellation schemes remaining in the candidate group when there are more than two interference cancellation schemes remaining in the candidate group; And
And selecting only the interference cancellation technique having the lowest complexity among the interference cancellation schemes remaining in the candidate group if there are more than two remaining interference cancellation schemes remaining in the candidate group.
제1항에 있어서,
상기 ZF 기법은 목적 송신 노드에서 전송되는 신호를 검출하기 위하여 목적지 노드에서 수신된 심볼에 채널 계수 행렬의 역행렬을 곱한 결과를 이용하는 협력 통신 시스템에서 릴레이 간 간섭을 제거하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the ZF scheme uses a result obtained by multiplying a symbol received at a destination node by an inverse matrix of a channel coefficient matrix to detect a signal transmitted from a target transmission node.
제1항에 있어서,
상기 MMSE 기법은
목적 송신 노드에서 전송되는 신호를 검출하기 위하여 목적지 노드에서 수신된 심볼에 MMSE 필터 행렬을 곱한 결과를 이용하는 협력 통신 시스템에서 릴레이 간 간섭을 제거하는 방법.
The method according to claim 1,
The MMSE technique
A method for eliminating inter-relay interference in a collaborative communication system that uses a result of multiplying a received symbol at a destination node by an MMSE filter matrix to detect a signal transmitted at a destination transmitting node.
제1항에 있어서,
상기 MLSE 기법은
상기 소스 노드에서 길쌈 부호화(Convolution coding)되어 전송된 심볼 노드를 알라무티(Alamouti) 복조 후에 추정된 i 번째로 전송된 비트열과 상기 비트열과 동일 심볼 비트수를 갖는 신호의 비트열 상호 간의 유클리드 거리를 계산하여 가장 작은 값을 갖는 비트열을 선택하는 협력 통신 시스템에서 릴레이 간 간섭을 제거하는 방법.
The method according to claim 1,
The MLSE technique
The Euclidean distance between the bit streams transmitted by the convolutional coding at the source node and the i-th transmitted bit stream estimated after the Alamouti demodulation and the bit streams having the same symbol bit number as the bit stream, And selecting the bit stream having the smallest value by calculation.
협력 통신 시스템에서 간섭을 제거하는 방법에 있어서,
(a) 소스 노드에서 두 개의 데이터 심볼 블록을 조합하는 단계;
(b) 상기 소스 노드에서 상기 데이터 심볼 블록에 역 푸리에 변환(IDFT)을 수행하고, 순환 전치(CP)를 삽입하여 릴레이 노드에 상기 데이터 심블 블록을 전송하는 단계;
(c) 상기 릴레이 노드에서 상기 데이터 심볼 블록을 전송받고 신호처리 연산을 수행하여 목적지 노드에 전송하는 단계;
(d) 상기 목적지 노드에서 전송받은 데이터 심볼 블록에서 상기 순환 전치를 제거하고, 상기 데이터 심블 볼록에 푸리에 변환(DFT)을 수행하는 단계; 및
(e) 상기 목적지 노드에서 ZF 기법, MMSE 기법 또는 MLSE 기법 중 어느 하나를 이용하여 간섭을 제거하는 단계를 포함하되,
상기 소스 노드는 소스 노드 S1 및 소스 노드 S2를 포함하고,
상기 (e) 단계는 SNR 추정값 또는 MLSE 기법 적용을 위한 채널 계수 정보 중 하나 이상을 포함하는 기준 통신정보, 기준 BER값 및 간섭제거기법의 복잡도를 기준으로 상기 ZF 기법, MMSE 기법 또는 MLSE 기법 중 하나를 최적간섭제거기법으로 결정하고, 상기 최적간섭제거 기법으로 결정된 기법을 적용하여 간섭을 제거하는 협력 통신 시스템에서 릴레이 간 간섭을 제거하는 방법.
A method for eliminating interference in a cooperative communication system,
(a) combining two data symbol blocks at a source node;
(b) performing inverse Fourier transform (IDFT) on the data symbol block at the source node, and transmitting the data thumbblock to a relay node by inserting a cyclic prefix (CP);
(c) receiving the data symbol block from the relay node and performing a signal processing operation to transmit the data symbol block to a destination node;
(d) removing the cyclic prefix from a data symbol block received from the destination node and performing a Fourier transform (DFT) on the data dormant convex; And
(e) removing interference using either the ZF scheme, the MMSE scheme, or the MLSE scheme at the destination node,
The source node includes a source node S 1 and a source node S 2 ,
The step (e) may include one of the ZF technique, the MMSE technique, or the MLSE technique based on the reference communication information including at least one of the SNR estimation value and the MLSE technique, the reference BER value, and the complexity of the interference cancellation technique. Is determined as an optimal interference cancellation technique and the interference is canceled by applying the technique determined by the optimal interference cancellation technique.
제7항에 있어서,
상기 (a) 단계에서 S1는 두 개의 데이터 심블 블록 X1 및 X2를 아래의 식과 같이 조합하여 표현되는 C1과 C2를 생성하고, S2는 두 개의 데이터 심블 블록 X3 및 X4를 아래의 식과 같이 조합하여 표현되는 U1과 U2를 생성하는 협력 통신 시스템에서 릴레이 간 간섭을 제거하는 방법.
Figure 112012094613976-pat00042
,
Figure 112012094613976-pat00043

(여기서, *는 공액 복소 연산 기호를 의미하고, 데이터 심블 블록(Xd)는
Figure 112012094613976-pat00044
같이 표현되며, Xd(k)는 d번째 데이터 심블 블록의 k번째 부반송파에 대한 변조된 데이터 심볼을 의미하고,
Figure 112012094613976-pat00045
는 전치행렬 연산기호임.)
8. The method of claim 7,
In step (a), S 1 generates C 1 and C 2 represented by combining the two data dummy blocks X 1 and X 2 as shown in the following equation, and S 2 represents two data dummy blocks X 3 and X 4 To generate U 1 and U 2 represented by the following equations.
Figure 112012094613976-pat00042
,
Figure 112012094613976-pat00043

(Where * denotes a conjugate complex arithmetic symbol, and the data dummy block (X d ) denotes
Figure 112012094613976-pat00044
X d (k) denotes a modulated data symbol for the kth subcarrier of the dth data block,
Figure 112012094613976-pat00045
Is a transpose matrix operation symbol.)
제8항에 있어서,
상기 (b) 단계에서 상기 소스 노드 S1는 IDFT 연산을 수행하여 시간 영역의 샘플 ci(n)으로 변환하고, NG 샘플길이의 CP를 삽입하여 아래의 식으로 표현되는 데이터 심볼 블록 si를 전송하고, 상기 소스 노드 S2는 IDFT 연산을 수행하여 시간 영역의 샘플 ui(n)으로 변환하고, NG 샘플길이의 CP를 삽입하여 아래의 식으로 표현되는 데이터 심볼 블록 ti를 전송하는 협력 통신 시스템에서 릴레이 간 간섭을 제거하는 방법.
Figure 112012094613976-pat00046

Figure 112012094613976-pat00047
9. The method of claim 8,
In step (b), the source node S 1 performs an IDFT operation to convert a time domain sample c i (n), inserts a CP having N G sample length, and outputs a data symbol block s i , The source node S 2 performs an IDFT operation to convert the time domain sample u i (n), inserts a CP of N G sample length, and transmits a data symbol block t i represented by the following equation A method for eliminating inter-relay interference in a cooperative communication system.
Figure 112012094613976-pat00046

Figure 112012094613976-pat00047
제7항에 있어서,
상기 (c) 단계에서 m 번째 릴레이 노드에서 i 번째로 전송받는 데이터 심볼(ri ,m)은 아래의 식으로 표현되는 협력 통신 시스템에서 릴레이 간 간섭을 제거하는 방법.
Figure 112012094613976-pat00048

(여기서, P1는 소스 노드 S1에서의 전송 전력, P3는 소스 노드 S2에서의 전송 전력, wi ,m은 m번째 릴레이 노드에 i번째로 도달한 심볼에 더해지는 평균 0, 분산 1을 갖는 덧셈꼴 백색 정규 잡음을 (additive white Gaussian noise) 의미하고, si는 S1에서 전송받은 데이터 심볼 블록, ti는 S2에서 전송받은 데이터 심볼 블록을 의미하고,
Figure 112012094613976-pat00049
은 S1와 m 번째 릴레이 노드 사이의 채널 계수이고,
Figure 112012094613976-pat00050
는 S2와 m 번째 릴레이 노드 사이의 채널 계수임)
8. The method of claim 7,
Wherein the data symbol (r i , m ) transmitted at the i-th relay in the m-th relay node in the step (c) is expressed by the following equation.
Figure 112012094613976-pat00048

(Where P 1 is the transmit power at the source node S 1 , P 3 is the transmit power at the source node S 2 , w i , m is the mean 0 added to the symbol arriving at the ith relay node, And S i denotes a data symbol block transmitted in S 1 and t i denotes a data symbol block received in S 2 ,
Figure 112012094613976-pat00049
Is the channel coefficient between S 1 and the m-th relay node,
Figure 112012094613976-pat00050
Is the channel coefficient between S 2 and the m-th relay node)
제10항에 있어서,
상기 (d) 단계에서 상기 목적지 노드의 첫 번째 안테나(D1)에서 전송받은 데이터 심볼 블록에서 CP를 제거하고, DFT를 수행한 결과는 아래의 수식으로 표현되며, 여기서 S1은 릴레이 노드 R1 및 R2를 통해 상기 목적지 노드에 데이터 심볼 블록을 전송하는 협력 통신 시스템에서 릴레이 간 간섭을 제거하는 방법.
Figure 112012094613976-pat00051

(여기서, C i(k)는 c i(n)의 DFT 출력값, W i ,m(k)는 w i ,m(n)의 DFT 출력값, Z i (k)는 잡음 성분의 DFT 출력값, H 1 (k)는 소스 노드 S1에서 목적지 노드의 첫 번째 안테나 D1까지의 채널 계수 행렬을 의미하고, c i(n)은 소스 노드에서 IDFT를 수행한 시간 영역 샘플, P2는 S1로부터 데이터 심볼 블록을 전송받는 릴레이 노드의 평균 전송 전력,
Figure 112012094613976-pat00052
은 R1과 목적지 노드의 채널 계수,
Figure 112012094613976-pat00053
는 R2과 목적지 노드의 채널 계수임)
11. The method of claim 10,
In step (d), the CP is removed from the data symbol block received from the first antenna D 1 of the destination node, and the result of performing the DFT is expressed by the following equation, where S 1 is the relay node R 1 And transmitting a data symbol block to the destination node via R 2 .
Figure 112012094613976-pat00051

(Wherein, C i (k) are c i (n) of the DFT output value, W i, m (k) are w i, m (n) of the DFT output values, Z i (k) is a DFT output values of the noise components, H 1 ( k ) denotes a channel coefficient matrix from the source node S 1 to the first antenna D 1 of the destination node, c i ( n ) denotes a time domain sample in which the IDFT is performed at the source node, P 2 denotes S 1 The average transmission power of the relay node to which the data symbol block is transmitted,
Figure 112012094613976-pat00052
Is the channel coefficient of R 1 and the destination node,
Figure 112012094613976-pat00053
Is the channel coefficient of R 2 and the destination node)
제11항에 있어서,
상기 H 1 (k)는
Figure 112012094613976-pat00054
과 같이 표현되는 협력 통신 시스템에서 릴레이 간 간섭을 제거하는 방법.
(여기서, I 1(k)와 I 2(k)는 D1에서 수신한 간섭 성분의 DFT 출력값을 의미함)
12. The method of claim 11,
The H 1 ( k )
Figure 112012094613976-pat00054
A method for eliminating inter-relay interference in a collaborative communication system,
(Where I 1 ( k ) and I 2 ( k ) are the DFT output values of interference components received at D 1 )
삭제delete 제7항에 있어서,
상기 최적간섭제거기법을 결정하는 단계는
상기 ZF 기법, MMSE 기법 및 MLSE 기법이 포함되는 후보군에서 상기 기준 통신정보에 상기 SNR 추정값이 없는 경우 상기 MMSE 기법을 상기 후보군에서 제외하고, 상기 기준 통신정보에 상기 MLSE 기법 적용을 위한 채널 계수 정보가 없는 경우 상기 MLSE 기법을 후보군에서 제외하는 단계;
상기 후보군에 남아있는 간섭제거기법이 둘 이상인 경우 상기 후보군에 남아있는 간섭제거기법 중 전송 전력에 따라 상기 기준 BER값 보다 높은 에러율을 갖는 간섭제거기법을 상기 후보군에서 제외하는 단계; 및
상기 후보군에 남아 있는 간섭제거기법이 둘 이상인 경우 상기 후보군에 남아 있는 간섭제거 기법 중 복잡도가 가장 낮은 간섭제거기법만을 후보군에 남기는 단계를 포함하는 협력 통신 시스템에서 릴레이 간 간섭을 제거하는 방법.
8. The method of claim 7,
The step of determining the optimal interference cancellation technique
If the SNR estimation value does not exist in the reference communication information in the candidate group including the ZF technique, the MMSE technique, and the MLSE technique, the MMSE technique is excluded from the candidate group, and channel coefficient information for application of the MLSE technique is added to the reference communication information Excluding the MLSE technique from the candidate group if the MLSE technique is not available;
Removing the interference cancellation scheme having an error rate higher than the reference BER value according to the transmission power among the interference cancellation schemes remaining in the candidate group when there are more than two interference cancellation schemes remaining in the candidate group; And
And selecting only the interference cancellation technique having the lowest complexity among the interference cancellation schemes remaining in the candidate group if there are more than two remaining interference cancellation schemes remaining in the candidate group.
제7항에 있어서,
상기 ZF 기법은
상기 S1에서 전송되는 데이터 심볼 볼록에 대한 추정치
Figure 112012094613976-pat00055
와 S2에서 전송되는 데이터 심볼에 대한 추정치
Figure 112012094613976-pat00056
를 아래의 수식을 통해 산출하고,
Figure 112012094613976-pat00057
Figure 112012094613976-pat00058
를 조합하여 최종적인 데이터 심볼에 대한 추정치를 연산하는 협력 통신 시스템에서 릴레이 간 간섭을 제거하는 방법.
Figure 112012094613976-pat00059

(여기서, H 1 (k)는 소스 노드 S1에서 목적지 노드의 첫 번째 안테나 D1까지의 채널 계수 행렬, H 2 (k)는 소스 노드 S1에서 목적지 노드의 두 번째 안테나 D2까지의 채널 계수 행렬, G 1 (k)는 소스 노드 S2에서 목적지 노드의 첫 번째 안테나 D1까지의 채널 계수 행렬, G 2 (k)는 소스 노드 S2에서 목적지 노드의 두 번째 안테나 D2까지의 채널 계수 행렬이고, Y i(k)는 목적지 노드의 첫 번째 안테나 D1에서 CP 제거 연산이 수행된 수신된 심볼의 DFT 출력값, Q i(k)는 목적지 노드의 두 번째 안테나 D2에서 CP 제거 연산이 수행된 수신된 심볼의 DFT 출력값임)
8. The method of claim 7,
The ZF technique
The estimate of the convexity of the data symbol transmitted in S1
Figure 112012094613976-pat00055
And an estimate for the data symbols transmitted in S2
Figure 112012094613976-pat00056
Is calculated by the following equation,
Figure 112012094613976-pat00057
Wow
Figure 112012094613976-pat00058
To calculate an estimate for a final data symbol. &Lt; Desc / Clms Page number 17 &gt;
Figure 112012094613976-pat00059

(Where, H 1 (k) is the source node, channel coefficient matrix in the S 1 to the first antenna D destination nodes 1, H 2 (k) is for the second to the antenna D 2 channel of the destination node from the source node S 1 G 2 ( k ) is a channel coefficient matrix from the source node S 2 to the first antenna D 1 of the destination node, G 2 ( k ) is a channel coefficient matrix from the source node S 2 to the second antenna D 2 of the destination node a coefficient matrix, Y i (k) is the first antenna D 1 CP removal operation is performed DFT output values of the received symbols in, Q i (k) is a CP removing operation on the second antenna D 2 of the destination node in the destination node, Is the DFT output value of the performed received symbol)
제7항에 있어서,
상기 MMSE 기법은
상기 S1에서 전송되는 데이터 심볼 볼록에 대한 추정치
Figure 112012094613976-pat00060
와 S2에서 전송되는 데이터 심볼에 대한 추정치
Figure 112012094613976-pat00061
를 아래의 수식을 통해 산출하고,
Figure 112012094613976-pat00062
Figure 112012094613976-pat00063
를 조합하여 최종적인 데이터 심볼에 대한 추정치를 연산하는 협력 통신 시스템에서 릴레이 간 간섭을 제거하는 방법.
Figure 112012094613976-pat00064

(여기서, H 1 (k)는 소스 노드 S1에서 목적지 노드의 첫 번째 안테나 D1까지의 채널 계수 행렬, H 2 (k)는 소스 노드 S1에서 목적지 노드의 두 번째 안테나 D2까지의 채널 계수 행렬, G 1 (k)는 소스 노드 S2에서 목적지 노드의 첫 번째 안테나 D1까지의 채널 계수 행렬, G 2 (k)는 소스 노드 S2에서 목적지 노드의 두 번째 안테나 D2까지의 채널 계수 행렬이고, Y i(k)는 목적지 노드의 첫 번째 안테나 D1에서 CP 제거 연산이 수행된 수신된 심볼의 DFT 출력값, Q i(k)는 목적지 노드의 두 번째 안테나 D2에서 CP 제거 연산이 수행된 수신된 심볼의 DFT 출력값이고, MMMSE(k)는 MMSE 필터행렬로서
Figure 112012094613976-pat00065
로 표현됨.)
8. The method of claim 7,
The MMSE technique
The estimate of the convexity of the data symbol transmitted in S1
Figure 112012094613976-pat00060
And an estimate for the data symbols transmitted in S2
Figure 112012094613976-pat00061
Is calculated by the following equation,
Figure 112012094613976-pat00062
Wow
Figure 112012094613976-pat00063
To calculate an estimate for a final data symbol. &Lt; Desc / Clms Page number 17 &gt;
Figure 112012094613976-pat00064

(Where, H 1 (k) is the source node, channel coefficient matrix in the S 1 to the first antenna D destination nodes 1, H 2 (k) is for the second to the antenna D 2 channel of the destination node from the source node S 1 G 2 ( k ) is a channel coefficient matrix from the source node S 2 to the first antenna D 1 of the destination node, G 2 ( k ) is a channel coefficient matrix from the source node S 2 to the second antenna D 2 of the destination node a coefficient matrix, Y i (k) is the first antenna D 1 CP removal operation is performed DFT output values of the received symbols in, Q i (k) is a CP removing operation on the second antenna D 2 of the destination node in the destination node, Is the DFT output value of the performed received symbol, M MMSE (k) is the MMSE filter matrix
Figure 112012094613976-pat00065
.
제7항에 있어서,
상기 MLSE 기법은
상기 소스 노드에서 길쌈 부호화(Convolution coding)되어 전송된 심볼 노드를 상기 목적지 노드에서 알라무티(Alamouti) 복조 후에 추정된 i 번째로 전송된 비트열
Figure 112012094613976-pat00066
과 상기 비트열과 동일 심볼 비트수를 갖는 모든 신호의 비트열
Figure 112012094613976-pat00067
상호 간의 유클리드 거리(A i )를 아래의 수식과 같이 연산하여 가장 작은 값을 갖는 비트열을 선택하는 협력 통신 시스템에서 릴레이 간 간섭을 제거하는 방법.
Figure 112012094613976-pat00068

(여기서, L은 트렐리스 경로의 길이임.)
8. The method of claim 7,
The MLSE technique
The symbol node transmitted by convolution coding at the source node is transmitted to the i-th transmitted bit stream estimated after the Alamouti demodulation at the destination node
Figure 112012094613976-pat00066
And a bit string of all signals having the same number of symbol bits as the bit string
Figure 112012094613976-pat00067
A method for eliminating inter-relay interference in a cooperative communication system that calculates a mutual Euclidean distance ( A i ) with the following equation to select a bit string having the smallest value.
Figure 112012094613976-pat00068

(Where L is the length of the trellis path).
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